세인트 헬렌산의 폭발 40주년 : 동일과정설 지질학의 실패를 보여준 살아있는 실험실

미디어위원회

2020-07-05

세인트 헬렌산의 폭발 40주년

: 동일과정설 지질학의 실패를 보여준 살아있는 실험실

(Mount St. Helens, Living Laboratory for 40 Years)

Tim Clarey, Ph.D., and Frank Sherwin, M.A.

1980년 5월 18일 미국 워싱턴주 세인트 헬렌산(Mount St. Helens)의 폭발은 동일과정설(uniformitarianism)에 찬물을 끼얹는 커다란 사건이었다. 헬렌산 폭발 사건은 40주년이 되는 지금까지 과학계에 커다란 영향력을 미치고 있다. 세인트 헬렌산의 폭발 이전 150여 년 동안 동일과정설은 지질학을 지배하고 있는 이론이었다. 제임스 허튼(James Hutton)의 오래된 연대 개념은 아주 작은 세부 사항까지도 영향을 미쳤다. 이후 모든 지질학적 과정들은 오늘날 관찰되는 것처럼 매우 느리게 진행됐던 것으로 생각하게 되었다. 침식과 퇴적은 오랜 시간을 필요로 하는, 지속적이고 점진적인 과정으로 여기게 되었다.

1980년 지질학의 야외 실험실이 됐던 세인트 헬렌산의 폭발로 얻어진 결과들은 지질학자들로 하여금 지구의 지질학적 역사를 형성했던 주요한 힘이 격변적 사건(catastrophic events)이었다는 것을 받아들이게 했다. 많은 지질학자들은 이 관찰을 동일과정설과 반대되는 개념으로 사실주의(actualism)라고 부른다. 그들은 이제 격변적 사건들이 암석기록에 주요한 영향을 미쳤으며, 매일의 일상적인 퇴적 및 침식 과정은 거의 영향을 미치지 못한다는 증거들을 받아들이고 있다.

.1980년 5월 18일에 폭발한 세인트 헬렌산. <Image credit: U.S. Geological Survey>

세인트 헬렌산의 폭발 사건은 생물학에도 영향을 미쳤다. 화산의 폭발로 인하여 황폐하게 됐던 헬렌산 주변 생태계의 회복은 매우 빠르게 일어났다. 생명이 없는 황무지가 생명이 가득한 울창한 생태계로 바꿔지는 데는, 수 세기의 긴 기간이 필요 없었다. 동식물의 재번식 속도는 매우 빠르게 일어남이 밝혀졌던 것이다. 이 모든 관측된 사실들은 창세기에 기록된 전 지구적 홍수가 역사적 사실이었음을 지지하고 있다.

빠른 퇴적

이러한 획기적인 사고의 변화는 과학자들이 세인트 헬렌산 폭발의 영향을 직접 목격했기 때문이었다. 지질학자들은 1980년 첫 폭발 이후 화산에서 최대 12m의 새로운 퇴적지층이 급격히 형성되는 것을 목격했다. 이러한 급속한 퇴적은 낙하된 화산재, 화산 쇄설물의 흐름, 산사태, 흐르는 물에 의해서 비롯된 것이었다. 지질학자들은 엽층(얇은 층리)이 빠르게 생성될 수 있다는 것을 알게 되었다. 이전에는 얇은 층리를 가진 퇴적층의 형성에는 오랜 세월이 걸렸으며, 매년 한 층씩 쌓였을 것으로 추측했었다. 우리는 이제 이 가정이 틀렸다는 것을 알게 되었다. 세인트 헬렌산의 한 번의 폭발로 7.5m 두께의 지층이 단 몇 시간 만에 생성됐던 것이다![2]

새로운 연구들은 이제 빠른 퇴적은 예외적인 것이 아니라, 정상이라는 것이다. 세속적 과학자들은 오래된 지구 연대를 주장하기 위해서, 점토(clay)와 석회이토(lime mud)와 같은 퇴적물은 정체된 물에서 천천히 가라앉아, 오랜 시간에 걸쳐 퇴적되었다고 주장해왔다. 사람들은 주변에서 쉽게 볼 수 있는 두꺼운 퇴적지층을 설명하기 위해서, 엄청난 시간이 필요했다는 개념을 교리처럼 받아들였다.

오늘날 우리는 점토가 정체된 물에서 가라앉는 것을 볼 수 있다. 하지만, 우리가 관측하는 점토질 암석은 그렇게 형성되지 않았다. 셰일(shale)과 이암(mudstone) 같은 암석들은 종종 수 밀리미터 두께의 미세한 얇고 엽층리(laminations)들을 갖고 있다. 이 층들은 정체된 물에 의해 퇴적된 결과가 아니었다. 최근에 행해진 실험적 증거들은 엽층리가 있는 점토들은 빠르게 흐르는 물에서 퇴적되었음을 가리킨다.[3] 그 결과들은 셰일과 이암은 일 년여의 대홍수 동안 빠르게 퇴적되었다고 해석하는 창조지질학자들의 예측과 일치했다.[4]

두 번째 발견은 또한 동일과정설 지질학자들을 당황케 했다. 탄산염(carbonates)이라고 불리는 석회가 풍부한 일부 암석은 고에너지 환경에서 형성되는 것으로 해석되어왔음에도, 탄산염 진흙(carbonate mud)은 항상 정지된 평온한 물에서 형성된 것으로 생각해왔다.[5] 그러나 실험실 연구들은 석회이토(lime mud, micrite)는 이동하는 물에서 퇴적되었음을 보여준다. 엽층의 석회암(laminated limestones)들도 엽층의 이암들과 같이, 이전에 생각했던 것처럼 정체된 물에서 퇴적된 것이 아니었다.

최근 연구의 저자들에 따르면, “이러한 실험은 탄산염 진흙(carbonate muds)이 고에너지 환경에서도 퇴적될 수 있었음을 명백히 보여준다.” 그들은 덧붙였다. “현대 탄산염 환경과 암석기록에서 관찰된 바에 따르면, 흐르는 물에서의 탄산염 퇴적은 지질학적 역사 전반에 걸쳐 공통적으로 일어났던 현상이었을 수 있다”[6]

빠른 침식

세인트 헬렌산은 또한 침식이 이전에 주장됐던 것보다 훨씬 빠르게 일어날 수 있음을 보여주었다. 폭발 이후의 증기 폭발, 화산재 흐름, 화산 진흙의 흐름은 화산과 수로들 주변의 지형을 빠르게 변화시켰다. 터틀 강(Toutle River)의 노스포크(North Fork) 지역은 1980년 폭발 이후, 거의 1입방마일의 잔해들로 강의 경로가 막혀서, 새로운 경로를 만들어 흘러갔다.[2]

1982년 3월 19일에 작은 후발폭발이 재차 일어났을 때, 쌓여있던 눈과 얼음이 녹으면서 만들어진 진흙흐름(mudflow, 이류)은 터틀강 계곡의 노스포크 아래로 흘러가면서, 최대 42m 깊이의 새로운 협곡을 파냈다.[2] 이 “리틀 그랜드 캐년(Little Grand Canyon)”은 그랜드 캐년의 약 1/40 축소 크기의 버전으로, 물의 빠른 침식 능력을 보여주었다. 창조지질학자들은 종종 이 사례를 볼 때, 훨씬 큰 그랜드 캐년의 형성도 빨랐을 것으로 추정한다. 침식은 적절한 조건 하에서 빠르게 일어날 수 있었다. 전 지구적 홍수는 짧은 시간 안에 협곡들을 파내고, 산을 침식시킬 수 있었던, 막대한 량의 물을 제공했다고 창조지질학자들은 믿고 있다. 대륙이 융기하면서, 대륙을 뒤덮고 있던 홍수 물이 새롭게 만들어진 대양분지(ocean basins)로 막대한 에너지를 갖고 물러가던 홍수 후퇴기에, (퇴적된 지 얼마 되지 않아) 부드러운 퇴적물이 쌓여있던 육지에 협곡들을 형성하며 빠져나갔던 것이다.

사실, 동일과정설에 의한 침식 속도조차도 여전히 너무 빠르기 때문에, 대륙들은 오래 전에 해수면 수준으로 낮아져야 한다.[7] 최근의 연구에 따르면, 노출된 암석의 평균 침식률은 백만 년당 약 12m인 것으로 나타났다.[8] 이것은 5천만 년 이내에 대부분의 대륙들이 완전히 침식되어 사라졌어야만 한다. 그러나 오늘날에도 대륙은 여전히 존재한다.

초목의 빠른 제거

1980년 세인트 헬렌산의 폭발은 산의 북쪽 정상부에서 거대한 산사태(landslide)가 일어나며 시작되었다. 시간당 240km를 넘는 속도로 움직였던 33억 입방야드의 바위, 흙, 얼음의 산사태는 산의 측면을 찢어내고, 재앙적인 증기 폭풍(steam blast)을 터뜨렸다. 이들 물질의 약 25%는 스피릿 호수로 들어갔다.[9]

스피릿 호수(Spirit Lake)에 쏟아져 들어간 6억6천만 입방야드의 바위와 흙은 호수 북쪽 언덕을 덮치는 거대한 쓰나미를 일으켰다.[9] 이 거대한 쓰나미 물결은 헬렌산 기저부 근처에 있던 약 백만 그루의 거대한 나무들을 잘라내고, 물이 다시 호수로 돌아갈 때, 그리고 화산성 이류가 호수로 흘러들어갈 때, 쓰러진 통나무들을 운반하여 호수로 끌고 들어갔다. 이들 중 많은 나무들은 뿌리 끝을 아래로 향한 채로, 직립하여 물에 떠있는 것이 발견되었다. 1985년에 떠다니는 나무들을 조사한 결과, 호수 바닥에 19,000개 이상의 직립된 나무들이 바닥에 가라앉아 있는 것으로 평가되었다.[2]

지구과학연구소(Geoscience Research Institute)의 해롤드 코핀(Harold Coffin) 박사는 많은 직립한 나무들이 호수 바닥을 가로질러 서로 뭉쳐있지 않고 무작위로 간격을 두고 있음을 발견했다.[2] 그리고 많은 나무들이 호수 바닥의 진흙에 다양한 높이에서 묻혀서, 서로 다른 시간에 퇴적된 모습을 보여주었다.

창조지질학자들은 스피릿 호수에 떠다니는 통나무 매트(log mat)와 직립한 채로 가라앉은 나무들은, 노아 홍수 시에 발생했던 황폐화된 나무들의 상태와 비슷하다고 생각한다. 수직으로 가라앉은 나무들은 종종 석탄층을 관통해 뻗어있는 수많은 다지층 화석나무(polystrate trees)들을 설명할 수 있게 했다. 또한, 미국의 옐로스톤 국립공원(Yellowstone National Park)의 스페시맨 능선(Specimen Ridge)에 있는 화석화된 숲(petrified forests)을 설명하는 데 도움이 되었다. 전 지구적 홍수 동안에 동시적으로 형성될 수 있었던, 여러 다른 층서학적 높이에서 똑바로 서있는 화석나무들을 스피릿 호수에서 발견할 수 있었던 것이다.

.2019년도 탐사 그룹이 스피릿 호수의 가장자리에 있는 통나무 매트를 따라 걷고 있다. 1980년 세인트 헬렌산 폭발 시 거대한 산사태로 인해 발생된 거대한 파도에 의해서, 호수 북쪽 경사면에 있던 나무들이 파손되었다. <Image credit : Tim Clarey>

40년이 지난 지금도, 스피릿 호수 주변에 떠있는 거대한 통나무 매트((log mat))들이 남아 있다. 그러나 이 매트가 후속 퇴적물에 의해 빠르게 묻히는 경우에 이 나무들은 석탄층으로 변했을 가능성이 있다. 또한, 석탄층이 형성되는 데에 그리 많은 시간이 걸리지 않는다. 석탄층이 형성되는 데에는 단지 올바른 조건이 필요하다.

동식물군의 빠른 회복

노아와 그의 가족이 홍수 후에 황량한 불모의 땅을 바라보았을 때, 그들은 이 땅이 얼마나 빠르게 회복될 수 있을지 궁금해 했을 것이다. 창조과학자들은 세인트 헬렌산의 폭발이라는 한 자연적 재앙이 발생한 후에 환경적 회복 과정을 관찰하고, 홍수 이후에 전 세계가 빠르게 회복될 수 있었을 것으로 추정하고 있다. 세인트 헬렌산은 하나님께서 이 세상을 심판하셔서, 파괴되었다가 다시 회복됐던 지구를 이해할 수 있도록 한, 작은 모델이 되고 있는 것이다.

.세인트 헬렌산 폭발로 파괴됐던 숲은 빠르게 회복되었다. <Image credit : Robert Brown, Dreamstime.com>

성경은 홍수가 시작될 때 “그 날에 큰 깊음의 샘들이 터지며”(창 7:11) 라고 말씀한다. 이 “터지며(breakup)”라는 말에는 전 세계적으로 150일 동안 계속됐던 화산 활동도 포함됐을 가능성이 높다.(창 7:24; 8:2). 얼마나 황폐화 됐을 지를 상상해보라!

그러한 커다란 파괴 후에 얼마나 빠른 회복이 있을 수 있을까? 대서양에 있는 쉬르트세이(Surtsey, 서트지, 아이슬란드 남서부) 섬은 1963년 화산이 폭발한 후 불과 몇 개월 만에 회복된, 성숙하고 다양한 경관을 갖게 된 좋은 사례이다.[10] 2008년에 이 섬을 연구했던 한 생명과학자는 “쉬르트세이 섬은 항상 놀라움을 제공한다… 우리는 매년 20종의 새로운 생물체를 발견한다.”[11] 이끼, 지의류, 상록수 관목을 포함하여, 약 60종의 식물 종이 쉬르트세이 섬이 폭발한 이후로 다시 회복되었다. 이러한 빠르게 회복하며 성장하는 생태계는 전 지구적 홍수가 수천 년 전에 발생했다면, 지구는 아직 회복되지 못했을 것이라고 주장하는 일부 비판가들에 대한 강력한 반증이다.

2015년에 미국 서부의 한 댐이 붕괴된 이후 '믿을 수 없이 빠른' 초기 회복을 보여준 하천 생태계에 관한 연구가 발표되었다.[13] 언급된 내용은 다음과 같다 :

생태학자인 크리스토퍼 톤라(Christopher Tonra)는 워싱턴에서 연구를 수행하는 동안, 달 풍경처럼 황폐했던 곳이 활기차고 풍요로운 서식지가 되고, 아무도 없었던 곳에서 폭포가 생겨나는 것을 보았다. "그런 일이 일어나는 것을 보는 것은 정말 믿을 수 없었다." 그는 말했다.[13]

20세기 미국에서 가장 중요한 화산 폭발이었던 세인트 헬렌산의 황폐한 환경에서도 이와 비슷한 현저한 회복력을 목격하게 된다.

세인트 헬렌산이 1980년에 폭발했을 때, 그것은 주위의 모든 생명체를 파괴했다. 섭씨 530도 이상의 뜨거운 가스, 화산재 및 암석은 60㎢ 지역에 있는 모든 생명체들을 사멸시켜서, 식물과 동물이 없는 달과 같은 회색의 풍경을 남겼다. 생태학자들이 예측했던 것처럼, 1년 안에 첫 번째 식물이 다시 생겨나기 시작했다.[14]

생태학자인 찰리 크리스풀리(Charlie Crisafulli)는 “세인트 헬렌산 지역의 회복은 생태계와 생물 종들이 치명적인 장애를 어떻게 극복하고 회복하는지를 조사할 수 있는 훌륭한 실험실이었다.”라고 말했다.[15] 워싱턴 대학의 생물학자들은 라하르(lahars)라 불리는 화산성 이류 또는 토석류(debris flows)로 완전히 뒤덮인 두 지역의 회복 정도를 관찰했다. 그들은 “놀라운 차이를 발견했는데, 삼림에 둘러싸여 있는 지역은 훨씬 더 빨리 회복되어, 그 위에 소나무와 전나무가 자라고 있었다. 반면에 고립된 라하르 지역은 대부분 초기 단계의 이주 생물인 잔디로 덮여있었다.”[15]

세인트 헬렌산 지역은 심한 황폐화로부터 빠르게 회복되었다. 불과 20년 만에 생물학자들은 폭발 지역에 가까운 곳에서 동물과 식물의 빠른 회복을 주목했다. 오늘날 40년이 지난 이 지역은 울창한 숲으로 변했다. 의심할 여지없이, 노아와 그의 가족은 전 지구적 대홍수 이후 수십 년 동안 이와 같은 종류의 빠른 회복을 목격했을 것이다.

결론

세인트 헬렌산은 격변설(catastrophism)을 지지하고 동일과정설(uniformitarianism)을 반박하는 경험적 데이터를 40년 동안 제공했다. 세인트 헬렌산의 폭발은 세속적 과학자들이 지구의 형성 과정을 바라보는 관점을 바꾸어, 격변설을 받아들이게 했다. 창조과학자들은 전 지구적 홍수 및 화산 폭발과 같이 지구를 황폐화시켰던 사건들에 대한 소형의 살아있는 실험실로 세인트 헬렌산을 계속 연구할 것이다. 세인트 헬렌산은 참으로 대격변의 영원한 기념물이다.

References

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Schieber, J., J. Southard, and K. Thaisen. 2007. Accretion of Mudstone Beds from Migrating Floccule Ripples. Science. 318 (5857): 1760-1763.
Snelling, A. A. 2009. Earth’s Catastrophic Past, vol. 2. Dallas, TX: Institute for Creation Research, 493-499.
Boggs Jr., S. 2006. Principles of Sedimentology and Stratigraphy, 4th ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson/Prentice Hall, 159-167.
Schieber, J. et al. 2013. Experimental Deposition of Carbonate Mud from Moving Suspensions: Importance of Flocculation and Implications For Modern and Ancient Carbonate Deposition. Journal of Sedimentary Research. 83 (11): 1025-1031.
Blatt, H., G. Middleton, and R. Murray. 1980. Origin of Sedimentary Rocks, 2nd ed. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc.
Portenga, E. W. and R. R. Bierman. 2011. Understanding Earth’s eroding surface with ¹⁰Be. GSA Today. 21 (8): 4-10.
Morris, J. D. and S. A. Austin. 2003. Footprints in the Ash: The Explosive Story of Mount St. Helens. Green Forest, AR: Master Books.
Thorarinsson, S. 1967. Surtsey: The New Island in the North Atlantic. S. Eysteinsson, trans. New York: Viking Press.
An Island Laboratory. 2008. Science Illustrated. May/June, 42-47.
Tonra, C. M. et al. 2015. The rapid return of marine-derived nutrients to a freshwater food web following dam removal. Biological Conservation. 192: 130.
River ecosystems show ‘incredible’ recovery after dam removal. Ohio State News. Posted on new.osu.edu December 28, 2015, accessed March 5, 2020.
Mount St. Helens Recovery Slowed By Caterpillar. University of Maryland, College Park. ScienceDaily. Posted on sciencedaily.com November 16, 2005, accessed March 5, 2020.
Thompson, A. Mount St. Helens Still Recovering 30 Years Later. Live Science. Posted on livescience.com May 17, 2010, accessed March 5, 2020.

* Dr. Clarey and Mr. Sherwin are Research Associates at the Institute for Creation Research. Dr. Clarey earned his doctorate in geology from Western Michigan University, and Mr. Sherwin earned his M.A. in zoology from the University of Northern Colorado.

Cite this article: Various Authors. 2020. Mount St. Helens, Living Laboratory for 40 Years. Acts & Facts. 49 (5).

*참조 : 셰일층 내 엽층들의 기원 : 얇은 층리들은 흐르는 물에서 빠르게 생성될 수 있었다.

http://creation.kr/Geology/?idx=4123919&bmode=view

진흙 퇴적 실험은 오랜 지질학적 신념을 뒤엎어버렸다. : 이암 퇴적층들의 이전 모든 해석에 대한 근본적인 재평가가 요구된다.

http://creation.kr/Geology/?idx=1290536&bmode=view

이암은 빠르게 퇴적될 수 있음이 밝혀졌다.

http://creation.kr/Geology/?idx=1290539&bmode=view

이암 지층은 빠르게 쌓여질 수 있음이 다시 한 번 입증됐다.

http://creation.kr/Geology/?idx=1757465&bmode=view

퇴적층의 엽층에 관한 실험

http://creation.kr/Sediments/?idx=1288534&bmode=view

의심되고 있는 지질학적 법칙들 : 인공수로 실험에서 빠르게 형성된 층리와 엽층들 - Guy Berthault의 웹사이트 탐방